CN110576208A - 通用机械凸轮轴轴杆铣床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种通用机械凸轮轴轴杆铣床，包括机台和与机台固定的工件台，机台上通过平移机构活动连接有滑座，滑座上固定有主电机，主电机连接有刀具组件，刀具组件包括可由主电机驱动的多个铣刀，铣刀呈多边形形状排列；工作台通过仿形机构连接有工件座，仿形机构可带动工件座沿多边形路径运动，工件座连接有夹持座，夹持座上设有多个用于夹持凸轮轴的夹持孔，夹持孔与铣刀一样也呈多边形排列。本方案通过使多个凸轮轴沿多边形路径运动，运动过程中与铣刀相抵从而铣削加工，可以一次性加工多个凸轮轴，解决了现有技术中轴杆铣削加工进刀、退刀往返次数多造成工人操作失误及结构磨损高的问题。

Description

通用机械凸轮轴轴杆铣床

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，具体涉及一种通用机械凸轮轴轴杆铣床。

背景技术

凸轮轴是活塞发动机中一个部件，广泛应用于燃油汽车发动机中，如图9所述，凸轮轴包括轴杆，轴杆一端连接有齿轮盘，中部位置连接有多个凸轮。目前，凸轮轴常为一体浇筑成型，然后再进行抛光打磨、钻孔和车削加工出齿槽。如图9所示，齿轮盘81与凸轮轴8之间的轴杆80上还需要加工出方形面82，以便安装其它的零部件，该方形面82一般是由铣削加工而来。

加工上述方形面需要工人将凸轮轴固定在铣床的夹持座上，控制铣刀进刀进行铣削，然后退刀并将凸轮轴取下，进行下一个凸轮轴的加工。该加工方式下，铣刀需要多次进刀及退刀，工人在控制时，重复性、机械性的操作步骤多，节奏紧凑，很容易因为疏忽而出现失误；同时进刀和退刀都需要等待一定时间，效率低，进刀、退刀往返次数多，控制铣刀的移动结构磨损率高，设备维护次数多。

发明内容

本发明要意在提供一种通用机械凸轮轴轴杆铣床，解决现有技术中轴杆铣削加工进刀、退刀往返次数多造成工人操作失误及结构磨损高的问题。

方案基本如下：

通用机械凸轮轴轴杆铣床，包括机台和与机台固定的工件台，机台上通过平移机构活动连接有滑座，所述滑座上固定有主电机，主电机连接有刀具组件，刀具组件包括可由主电机驱动的多个铣刀，铣刀呈多边形形状排列；工作台通过仿形机构连接有工件座，仿形机构可带动工件座沿多边形路径运动，工件座连接有夹持座，夹持座上设有多个用于夹持凸轮轴的夹持孔，夹持孔与铣刀一样也呈多边形排列。

有益效果：将多个凸轮轴通过夹持孔进行夹持固定，然后通过平移机构带动滑座移动进行进刀，主电机带动多个铣刀同时转动，待铣刀达到凸轮轴待加工位置，停止进刀，仿形机构带动工件座沿多边形路径进行运动，在工作座由一个顶点向另一个顶点直线运动过程中，其中一凸轮轴轴杆与铣刀接触，铣刀旋转对凸轮轴进行铣削加工出方形面，工件台沿多边形路径运动一周，工件台上的多个凸轮轴轴杆可依次被加工出方形面，相对现有技术，铣刀加工完一个凸轮轴后，不需要进行退刀，可以接着加工下一个凸轮轴，从而大幅度减少进刀、退刀的往返次数，减少工人失误，降低平移机构的磨损率，同时提高加工效率。

进一步，所述刀具组件还包括座体，座体上转动连接有与主电机连接的主齿轮，每个铣刀均通过转轴与座体转动连接，且每个转轴固定连接有副齿轮，副齿轮均与主齿轮啮合。

主电机驱动主齿轮旋转，进而带动多个副齿轮转动，从而实现多个铣刀同步转动，相对其它的动力传输结构，如链条、皮带方式，副齿轮适合跟随铣刀进行多边形排布，使铣刀的多边形排布结构更为稳定。

进一步，所述主齿轮与主电机可拆卸式固定连接，座体与滑座可拆卸式固定连接。

利于加工不同尺寸的凸轮轴时根据尺寸对刀具组件进行更换。

进一步，所述滑座与机台滑动连接，机台上转动连接有丝杆，丝杆与滑座通过螺纹通孔螺纹连接。

通过手动转动丝杆，可以使滑座进行移动，从而实现退刀和进刀，丝杆控制方式精度高，加工出的成品质量高。

进一步，所述丝杆连接有平移电机。

平移电机可以采用伺服电机，相对人工转动丝杆，效率及精度均有提高。

进一步，所述仿形机构包括与工件台固定的仿形电机和与工件台滑动连接的仿形座，仿形座与工件座固定连接，仿形座上开设多边形的仿形孔，仿形电机的输出轴固定连接有可容入仿形孔内的仿形块。

仿形电机带动仿形块转动时，可以使仿形座的运动形成仿形孔多边形形状的路径，该形式的仿形机构运行稳定。

进一步，所述仿形座与工件台通过连杆组进行铰接。提高仿形座相对工件台进行滑动时的稳定性。

进一步，所述夹持座与工件座转动连接，工件座内设有可带动夹持座的旋转电机。

旋转电机带动夹持座呈特定角度(夹持孔排列成的多边形中心角的整数倍)角度进行旋转，可以使多个凸轮轴进行位置调换，由于铣刀长时间使用后，各铣刀之间加工精度及铣削力度存在差异，造成方向面加工存在差异，而凸轮轴进行位置调换后，可以使方形面加工差异降低。

进一步，所述夹持孔由夹持块和滑槽组合而成，夹持块与滑槽滑动连接，夹持块与夹持座通过锁紧机构连接。

移动夹持块可以使夹持孔大小改变，从而利于取下和夹持凸轮轴，锁紧机构保持凸轮轴的夹持稳定性。

进一步，所述锁紧机构包括单头螺栓，单头螺栓与夹持块转动连接、与夹持座螺纹连接。

通过工具拧动单头螺栓，可以调节夹持力度大小。

附图说明

图1为本发明实施例一的整体结构示意图。

图2为图1中仿形机构的右视图。

图3为图1中仿形机构及夹持座的右视图。

图4为凸轮轴开始加工时轴杆与铣刀的位置示意图。

图5为凸轮轴加工过程中夹持座运动到运动轨迹的第二个顶点时状态示意图。

图6为本发明实施例二中工件座的剖视示意图。

图7为本发明实施例三中刀具组件的剖视示意图。

图8为本发明实施例三中轴杆与推动板位置示意图。

图9为凸轮轴的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：机台1、导轨11、丝杆12、平移电机13、滑座2、主电机20、座体3、主齿轮31、副齿轮32、铣刀33、加工部30、工件台4、仿形电机40、仿形座41、三角块42、连杆一43、连杆二44、中间连杆45、工件座50、夹持座51、夹持块52、夹持孔53、单头螺栓54、旋转电机58、凸轮轴8、齿轮盘81、轴杆80、方形面82、花键套7、拉簧71、推动板72、滑块73。

实施例一基本如下：

通用机械凸轮轴轴杆铣床，如图1所示，包括机台1，机台1上通过平移机构滑动连接有滑座2，滑座2下表面设有燕尾形凹槽；平移机构包括焊接在机台1上并与凹槽配合的导轨11，还包括与机台1转动连接并水平设置的丝杆12，丝杆12右端连接有平移电机13，丝杆12与滑座2通过螺纹通孔螺纹连接。平移电机13启动时，带动丝杆12转动，使滑座2左右移动。

滑座2上通过螺钉固定有主电机20，主电机20左端连接有刀具组件，刀具组件包括座体3，座体3与机床也通过导轨11滑动连接，且与滑座2可拆卸式固定连接，座体3内通过转轴和轴承转动连接有主齿轮31和副齿轮32，主齿轮31与副齿轮32啮合，其中副齿轮32有四个并以主齿轮31为中心均匀分布；副齿轮32通过转轴均固定连接有铣刀33，该铣刀33为面铣刀(DB-KZWXD：ZMMA100)，四个铣刀33形成如图4所示的正方形排列，四个铣刀33围绕形成的中间区域为加工部30。主电机20的输出轴与主齿轮31转轴通过螺钉或者花键可拆卸式连接。

如图1所示，机台1的左端焊接固定有工件台4，工件台4上设有仿形机构，仿形机构包括固定在工作台上的仿形电机40，和位于工件台4右侧上的仿形座41。如图2所示，仿形座41与工件台4表面滑动连接，仿形座41上开设有仿形孔，本实施例中仿形孔为正方形的孔，孔内配合有仿形块，本实施例中仿形块为三角块42，三角块42与图1中仿形电机40的输出轴固定连接。仿形座41的上端通过两个结构相同的连杆组与工件座50连接，连杆组均包括连杆一43和连杆二44，连杆一43上端与仿形座41铰接，连杆一43下端与连杆二44铰接，连杆二44下端与仿形座41铰接，两个连杆组之间还设有中间连杆45，中间连杆45两端分别与两连杆组进行铰接。启动仿形电机40，仿形电机40带动三角块42进行旋转，使仿形座41沿着正方形的轨迹进行运动。

如图3所示，在仿形座41上通过螺栓固定连接有圆形的工件座50，工件座50上焊接或者螺栓固定有圆形的夹持座51，夹持座51上开设有四个燕尾形的滑槽，滑槽沿夹持座51的半径方向并均匀分布，滑槽靠近夹持座51中心的一端为圆弧形并与夹持座51中心等距离；滑槽滑动连接有夹持块52，夹持块52靠近夹持座51中心的一端为圆弧形的凹陷口，如此夹持块52与滑槽端部之间形成夹持孔53。夹持块52与夹持座51之间还设有锁紧机构，本实施例锁紧机构具体为单头螺栓54，夹持块52远离夹持座51中心一端开设有供单头螺栓54穿过的通孔，夹持座51对应通孔位置开设有螺纹盲孔，单头螺栓54螺纹端穿过通孔后与螺纹盲孔连接，拧动单头螺栓54，可以改变夹持孔53的大小。

平移电机13、主电机20和仿形电机40均采用伺服电机并连接有自动控制系统。

对凸轮轴8轴杆80具体加工方向面过程中，先将四个如图9所示的凸轮轴8的左端分别插进如图3所示的四个夹持孔53中，调节单头螺栓54进行夹紧；启动图1中平移电机13，滑座2和座体3向左移动，铣刀33平行于凸轮轴8轴杆80移动，图6中凸轮轴8轴杆80的右端先进入加工部30内，铣刀33到达凸轮轴8需要加工方形面82的位置后关闭平移电机13，此时凸轮轴8轴杆80与四个铣刀33的位置如图4所示。

启动仿形电机40，仿形电机40使得仿形座41延正方形的轨迹运动，工件座50和夹持座51也跟随仿形座41进行运动，如图4，夹持座51中心点的运动轨迹为虚线所示，运动轨迹为具四个顶点的正方形。凸轮轴8轴杆80跟随夹持座51运动，运动过程中凸轮轴8与铣刀33相抵，并由铣刀33加工出部分方形面82，如图5所示，凸轮轴8轴杆80跟随夹持座51逆时针方向运动到达运动轨迹的第二个顶点过程中，位于右方的凸轮轴8轴杆80被加工出方形面82，依次类推，夹持座51沿运动轨迹运动一周，四个凸轮轴8轴杆80均被加工出方形面82。由于铣刀33宽度与方形面82沿轴杆80方向的长度不一致，所以需要再次启动平移电机13，将铣刀33向工件台4方向进给，然后夹持座51再次循环运动一周，如此可以多次循环加工出完整的方形面82。

实施例二：

与实施例一区别在于，如图6所示，夹持座51与工件座50转动连接，工件座50内部设有旋转电机58，旋转电机58的输出轴与工件座50通过螺栓连接，启动旋转电机58时，夹持座51相对工件座50进行旋转。在夹持座51中心沿正方的运动轨迹到达顶点位置时，可以控制旋转电机58带动夹持座51旋转90度角的整数倍，让四个凸轮轴8轴杆80调换位置，从而可以使方形面82加工差异降低，同时，在本实施例下，减少铣刀33数量，仍可以使四个凸轮轴8轴杆80都能加工出方形。

实施例三：

与实施一和实施例二区别在于，如图7所示，副齿轮32与之间的转轴均分为两段，两段转轴相对的一端均固定有花键轴，花键轴滑动连接有花键套7，花键套7的左端与座体3之间设有拉簧71，拉簧71两段均与花键套7和座体3固定。花键套7下方对应加工部30位置设有推动块，推动块与座体3滑动连接，推动块的上端通过楔形面相抵有滑块73，滑块73与花键套7的左端相抵并与座体3滑动连接。如图8所示，四个推动块呈矩形排列，推动块面向中心的一端与固定有可与凸轮轴8轴杆80相抵的弧形部。

当四个凸轮轴8轴杆80沿矩形轨迹运动时，凸轮轴8通过弧形部推动推动块相对座体3滑动，进而使得推动块通过滑块73推动图7中的花键套7向右移，从而完成两端转轴的连接，使得副尺轮的动力能够传输到铣刀33，而另外三个铣刀33由于推动板72没有被推动，所以不进行旋转。轴杆80与弧形部不相抵时，拉簧71可以使花键套7和推动板72复位。四个凸轮轴8轴杆80沿轨迹运动一周，四个铣刀33依次转动，从而利于节约能源和节约成本。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.通用机械凸轮轴轴杆铣床，包括机台和与机台固定的工件台，机台上通过平移机构活动连接有滑座，其特征在于：所述滑座上固定有主电机，主电机连接有刀具组件，刀具组件包括可由主电机驱动的多个铣刀，铣刀呈多边形形状排列；工作台通过仿形机构连接有工件座，仿形机构可带动工件座沿多边形路径运动，工件座连接有夹持座，夹持座上设有多个用于夹持凸轮轴的夹持孔，夹持孔与铣刀一样也呈多边形排列。

2.根据权利要求1所述的通用机械凸轮轴轴杆铣床，其特征在于：所述刀具组件还包括座体，座体上转动连接有与主电机连接的主齿轮，每个铣刀均通过转轴与座体转动连接，且每个转轴固定连接有副齿轮，副齿轮均与主齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的通用机械凸轮轴轴杆铣床，其特征在于：所述主齿轮与主电机可拆卸式固定连接，座体与滑座可拆卸式固定连接。

4.根据权利要求3所述的通用机械凸轮轴轴杆铣床，其特征在于：所述滑座与机台滑动连接，机台上转动连接有丝杆，丝杆与滑座通过螺纹通孔螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的通用机械凸轮轴轴杆铣床，其特征在于：所述丝杆连接有平移电机。

6.根据权利要求5所述的通用机械凸轮轴轴杆铣床，其特征在于：所述仿形机构包括与工件台固定的仿形电机和与工件台滑动连接的仿形座，仿形座与工件座固定连接，仿形座上开设多边形的仿形孔，仿形电机的输出轴固定连接有可容入仿形孔内的仿形块。

7.根据权利要求6所述的通用机械凸轮轴轴杆铣床，其特征在于：所述仿形座与工件台通过连杆组进行铰接。

8.根据权利要求7所述的通用机械凸轮轴轴杆铣床，其特征在于：所述夹持座与工件座转动连接，工件座内设有可带动夹持座的旋转电机。

9.根据权利要求8所述的通用机械凸轮轴轴杆铣床，其特征在于：所述夹持孔由夹持块和滑槽组合而成，夹持块与滑槽滑动连接，夹持块与夹持座通过锁紧机构连接。

10.根据权利要求9所述的通用机械凸轮轴轴杆铣床，其特征在于：所述锁紧机构包括单头螺栓，单头螺栓与夹持块转动连接、与夹持座螺纹连接。